Question

為測定該補血劑樣品[主要成分是硫酸亞鐵晶體（FeSO₄?7H₂O）]中鐵元素的含量，某化學興趣小組設計了兩套實驗方案：
方案一：用酸性KMnO₄溶液滴定測定鐵元素的含量
（1）寫出滴定反應的離子方程式______．
（2）下列滴定方式中，最合理的是______（夾持部分略去）（填字母序號）．

（3）實驗前，首先要準確配制一定物質的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需______（填儀器名稱）．
（4）某同學設計以原電池的形式實現Fe²⁺至Fe³⁺的轉化，電解質溶液為稀硫酸，請寫出負極的電極反應式______
方案二 將FeSO₄轉化為Fe₂O₃，測定質量變化操作流程如下：

（3）步驟②中除用H₂O₂外還可以使用的物質是______．
（5）步驟②是否可以省略______，理由是______．
（6）步驟④中一系列操作依次是：過濾、洗滌、______、冷卻、稱量．
（7）假設實驗無損耗，則每片補血劑含鐵元素的質量______g（用含a的代數式表示）．

Answer 1

解：方案一：（1）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，被還原為Mn²⁺，同時生成水，反應離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（2）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，可以發生橡皮管，應盛放在酸式滴定管內，硫酸亞鐵溶液呈酸性，應盛放在酸式滴定管內，故B最合適；
故答案為：B；
（3）精確配制一定物質的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器有天平、藥匙、玻棒、燒杯、膠頭滴管、250mL容量瓶；
故答案為：250mL容量瓶；
（4）原電池負極反應氧化反應，Fe²⁺在負極放電生成Fe³⁺，負極電極反應式為Fe²⁺-e^-═Fe³⁺；
故答案為：Fe²⁺-e^-═Fe³⁺；
方案二：
（3）步驟②加入有強氧化性試劑，能將Fe²⁺全部氧化為Fe³⁺，除用H₂O₂外還可以使用氯水等；
故答案為：氯水；
（5）Fe²⁺與堿反應后不能保證Fe²⁺全部轉化為Fe³⁺，加熱不能得到純凈的Fe₂O₃，故無法準確計算Fe的含量，故步驟②不能省略；
故答案為：不能，Fe²⁺與堿反應后不能保證Fe²⁺全部轉化為Fe³⁺，加熱不能得到純凈的Fe₂O₃，故無法準確計算Fe的含量；
（6）步驟④中一系列處理是由氫氧化鐵懸濁液最終轉化為氧化鐵，需要過濾、洗滌的氫氧化鐵，然后灼燒生成氧化鐵，冷卻后稱量氧化鐵的質量；
故答案為：灼燒；
（7）ag氧化鐵中鐵元素的質量即為10片補血劑中鐵的質量，所以每片補血劑含鐵元素的質量=0.07ag；
故答案為：0.07a．
分析：方案一：（1）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，被還原為Mn²⁺，同時生成水；
（2）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，可以發生橡皮管，應盛放在酸式滴定管內，硫酸亞鐵溶液呈酸性，應盛放在酸式滴定管內；
（3）精確配制一定物質的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器有天平、藥匙、玻棒、燒杯、膠頭滴管、250mL容量瓶；
（4）原電池負極反應氧化反應，Fe²⁺在負極放電生成Fe³⁺；
方案二：由流程圖可知，該實驗原理為：將藥品中的Fe²⁺形成溶液，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，使Fe³⁺轉化為氫氧化鐵沉淀，再轉化為氧化鐵，通過測定氧化鐵的質量，計算補血劑中鐵元素的含量．
（3）步驟②加入有強氧化性試劑，能將Fe²⁺全部氧化為Fe³⁺；
（5）Fe²⁺與堿反應后不能保證Fe²⁺全部轉化為Fe³⁺，加熱不能得到純凈的Fe₂O₃，故無法準確計算Fe的含量；
（6）步驟④中一系列處理是由氫氧化鐵懸濁液最終轉化為氧化鐵，需要過濾、洗滌的氫氧化鐵，然后灼燒生成氧化鐵，冷卻后稱量氧化鐵的質量；
（7）根據鐵元素守恒可知ag氧化鐵中鐵元素的質量即為10片補血劑中鐵的質量，據此計算．
點評：本題考查學生對實驗原理與實驗操作的理解、物質分離提純、元素化合物性質、氧化還原反應滴定、化學計算等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關鍵，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．